吸煙機桌面機械臂系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著人工智能科技的快速前進，全球已進入工業(yè)4.0智能工廠時代。工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，除了傳統(tǒng)的汽車制造業(yè)，現(xiàn)階段工業(yè)機器人在生命技術(shù)、航空航天、3C電子等新興領(lǐng)域廣泛發(fā)展應(yīng)用。面向3C電子行業(yè)的桌面型機械臂，以其體積小、重量輕、安裝便捷、集成度高等特點，近年來迅速發(fā)展。
　　吸煙機是煙氣分析領(lǐng)域內(nèi)的關(guān)鍵檢測設(shè)備，轉(zhuǎn)盤式吸煙機在煙氣捕獲過程中，需要對收集粒相物的濾片捕集器進行反復的操作和稱重。目前對濾片捕集器的操作和稱重大部分由人

2、工完成，存在效率低下、自動化水平低等缺陷。本文基于轉(zhuǎn)盤式吸煙機精密的工作環(huán)境，首次對轉(zhuǎn)盤式吸煙機引入桌面型機械臂，設(shè)計了用于吸煙機自動化檢測的機械臂系統(tǒng)，代替所有的手動操作，提高了煙氣檢測的效率和自動化水平。結(jié)合吸煙機自動檢測流程要求，桌面機械臂系統(tǒng)主要任務(wù)是完成濾片捕集器的稱重、搬運、封蓋和收集，基于此，研究設(shè)計了吸煙機桌面機械臂系統(tǒng)。主要包括機械臂系統(tǒng)的工作流程設(shè)計，機械臂系統(tǒng)各模塊的工作任務(wù)設(shè)計及分配，機械臂控制系統(tǒng)以及系統(tǒng)關(guān)鍵器

3、件的方案設(shè)計。具體的研究內(nèi)容包括:
　　1、根據(jù)轉(zhuǎn)盤式吸煙機自動檢測流程要求，設(shè)計桌面機械臂系統(tǒng)及系統(tǒng)的工作流程。主要包括機械臂系統(tǒng)模塊設(shè)計及總體控制方案的制定，機械臂系統(tǒng)具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計，運動控制方案、各單元器件選型、氣動控制模塊以及系統(tǒng)自動程序設(shè)計。
　　2、針對桌面型機械臂，完成基于經(jīng)典D-H法的建模。確定各連桿坐標系及連桿矩陣，基于數(shù)學理論對機械臂進行運動分析。利用MATLAB工具完成工作空間的研究，驗證了所設(shè)計桌面機

4、械臂的合理性。
　　3、根據(jù)機械臂控制方案，完成機械臂系統(tǒng)的硬件設(shè)計。設(shè)計了系統(tǒng)整體的硬件架構(gòu)，根據(jù)設(shè)計要求完成關(guān)鍵器件的方案設(shè)計，并配置可編程控制器(PLC)和機械臂的輸入輸出(I/O)接口。
　　4、依據(jù)吸煙機自動檢測流程，完成對PLC和機械臂系統(tǒng)的控制。包括吸煙機自動檢測流程方案設(shè)計，以及PLC和機械臂系統(tǒng)的控制方案的軟件算法研究及實現(xiàn)。
　　5、系統(tǒng)測試。搭建機械臂性能測試平臺，單獨控制機械臂運動，測試重復性定